Типи вітроустановок. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Типи вітроустановок. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

ВЕУ можуть бути з'єднані з мережею і передавати енергію, що виробляється в місцеву електромережу, або можуть бути автономними, де споживач знаходиться в безпосередній близькості від вітроагрегату.

Автономні системи енергопостачання

Будь-яка автономна система, у тому числі вітроелектрична, працює незалежно від мережі централізованого енергопостачання. У цих умовах ВЕУ може функціонувати самостійно, використовуватися як дублер будь-якого іншого генератора або застосовуватись у поєднанні з іншими енергетичними установками як компонент комбінованої системи енергопостачання. Такі системи використовуються для підйому води або електропостачання будинків, ферм або виробничих приміщень малих підприємств.

Як правило, малопотужні автономні ВЕУ генерують постійний струм для заряду АБ. Система містить інвертор для перетворення постійного струму на змінний з напругою 230 В. В даний час в Росії набули поширення такі вітроенергетичні установки потужністю до 0,5 кВт. Розроблені та використовуються дослідні зразки ВЕУ потужністю 2,5; 5; 8 та 10 кВт. Більш потужні системи, які використовуються, наприклад, для електропостачання декількох об'єктів, зазвичай генерують змінний струм.

У Росії є багаторічний позитивний досвід застосування водопідйомних вітроустановок на пасовищах у степових чи пустельних районах без використання АБ та резервних джерел живлення (бензинових чи дизельних електростанцій).

Пріоритетним напрямом розвитку вітроенергетики у Росії найближчим часом буде автономне використання малих та середніх ВЕУ у віддалених регіонах Крайньої Півночі, т.к. там зосереджені основні вітроенергетичні ресурси країни, низька щільність населення, відсутні великі електричні мережі та є близько 17 тис. малих населених пунктів, де доцільно використовувати ВЕС з метою енергопостачання. У 1996-1998 р.р. у Мурманській та Архангельській областях встановлено перші автономні ВЕУ потужністю 10 кВт.

Очевидно, що ключовим фактором, що визначає вибір між застосуванням автономної енергетичної системи та проведенням ліній електропередачі (ЛЕП) від об'єкта до мереж централізованого енергопостачання, є конкурентоспроможність вартісних характеристик ВЕУ порівняно з підключенням до мережі.

Гібридна енергетична система

Гібридна енергосистема має на увазі використання ВЕУ спільно з іншими джерелами енергії (дизель-генератор, сонячні модулі, мікроГЕС тощо). Ці джерела енергії доповнюють ВЕУ з метою забезпечення безперебійного електропостачання споживача у безвітряну погоду.

Вітро-дизельні системи

Вітро-дизельна система складається з ВЕУ та дизель-електричної системи (ДЕС) з оптимально підібраними потужностями. Зазвичай дизель-генератор використовується у поєднанні з ВЕУ у разі, коли метою використання останньої є економія дизельного палива, вартість якого з урахуванням витрат на доставку може бути дуже високою. Співвідношення потужності компонентів системи залежить від схеми генерування навантаження та ресурсів вітру.

Режим одночасної паралельної роботи ВЕУ та ДЕС оцінюється як недостатньо ефективний спосіб використання ВЕУ, оскільки частка участі вітроагрегату в системі за потужністю не повинна перевищувати 15-20% від потужності дизель-генератора. Такі режими можна використовувати для економії палива у гібридних установках великої потужності.

Використання режиму роздільної роботи ВЕУ і ДЕС дозволяє підняти частку вітроустановки до 50-60% і більше. Однак, у цьому випадку неминуче ускладнення системи за рахунок необхідності введення системи управління, інверторного обладнання та АБ, які акумулюють енергію, що виробляється вітроагрегатом при робочих швидкостях вітру для живлення навантаження у безвітряну погоду або при невеликих швидкостях вітру. Щоразу, коли це можливо, енергія виходить за рахунок ВЕУ, а АБ безперервно заряджаються. У періоди вітрового затишшя, коли заряд АБ падає нижче за певний рівень, для забезпечення споживачів енергією автоматично (або вручну) запускається дизель-генератор. Такий режим значно знижує кількість запусків дизель-генератора і, отже, веде до скорочення витрат на обслуговування та паливні витрати. Вітро-дизельні системи даного типу в даний час використовуються в Архангельській та Мурманській областях Росії.

Гібридні вітро-дизельні системи потужністю від 2 до 500 кВт різних конструкцій та призначення в даний час випробовуються, розробляються або плануються до реалізації в рамках Федеральної програми "Енергопостачання віддалених територій Крайньої Півночі РФ". Як правило, ці гібридні системи призначені для надійного електропостачання автономних споживачів із одночасною економією рідкого палива. Великі гібридні електростанції мають працювати на локальну мережу північних селищ.

Використання сучасної вітро-дизельної системи при належній увазі до проведення поточного обслуговування може бути економічно дуже ефективним за наявності достатніх вітрових ресурсів у місцевості, де встановлено вітроагрегат.

Вітро-сонячні системи

Електрична енергія може бути одержана за рахунок перетворення сонячного випромінювання фотоелектричними батареями (ФБ). Незважаючи на досить високу, нині вартість ФБ, їх використання спільно з ВЕУ в деяких випадках може бути ефективним. Оскільки взимку існує великий потенціал вітру, а влітку у ясні дні максимальний ефект можна отримати, використовуючи ФБ, поєднання цих ресурсів виявляється вигідним для споживача.

Використання вітроустановок спільно з мікроГЕС

ВЕУ можуть використовуватися у комбінації з мікроГЕС, які мають резервуар для води. У таких системах за наявності вітру вітроагрегат живить навантаження, а надлишки енергії використовують для закачування води з нижнього б'єфу на верхній. У періоди вітрового затишшя енергія виробляється мікроГЕС. Подібні схеми особливо ефективні за малих ресурсів гідроенергії.

Установки, підключені до енергомереж

ВЕУ, підключені до енергомереж, мають на увазі зв'язок з будь-якою існуючою енергетичною мережею, яка постачає вітроустановці активну та реактивну потужність для забезпечення запуску, роботи та контролю вітроагрегату. Це означає, що електроенергія, вироблена ВЕУ, надходить безпосередньо до мережі. ВЕУ починають виробляти енергію за певної швидкості вітру - зазвичай близько 4 м/с більшість сучасних установок. Струм збудження береться з мережі та використовується для синхронізації генератора ВЕУ. Це означає, що якщо мережу відключено, то вітроагрегат не може генерувати енергію.

Сполучені з мережею ВЕУ встановлюються на територіях з добрими вітроенергетичними ресурсами для електроенергії з метою продажу її енергетичним компаніям. Група таких турбін складає так звану вітроферму. Вітроферма - це комплекс ВЕУ, часто встановлених рядами, які перпендикулярні до панівного напрямку вітру. При розробці такого проекту потрібно враховувати наявність доріг для доступу до агрегатів, підстанції та моніторингової та контрольної систем. Зазвичай ділянка землі, відведена під вітроферму, використовується і інші потреби, наприклад сільськогосподарські.

Зазвичай у вітрофермах використовуються великі вітроагрегати потужністю від 200 кВт до 1,5 МВт і від. При цьому загальна потужність вітроферми може досягати десятків та сотень мегават. У штаті Каліфорнія (США), наприклад, за рахунок використання вітроферм виробляється стільки електроенергії, що її вистачає для задоволення потреб енергії великого міста, такого, як Сан-Франциско, протягом року. Цей тип систем стає все більш популярним і в європейських країнах, де, згідно з Кіотським протоколом, поставлена мета зниження емісії парникових газів.

Фірми або приватні особи встановлюють одну або кілька великих ВЕУ і, з'єднуючи їх із електромережею, продають електроенергію енергетичним компаніям, отримуючи при цьому непоганий прибуток. У випадках, коли енергія витрачається безпосередньо на потреби виробництва та, при цьому енергії, що виробляється ВЕУ, не вистачає, є можливість отримувати її з мережі. Якщо ВЕУ повністю забезпечує виробництво необхідної електроенергією за наявності надлишку, то надлишок енергії поставляється в мережу.

Підключення вітроагрегату до енергетичної мережі

Якщо Ви хочете підключити вітроагрегат до централізованої енергетичної мережі, необхідно з'ясувати, чи достатньо мережі потужності для прийому енергії від ВЕУ. Для цього необхідно зв'язатися із місцевим постачальником електроенергії.

Залежно від потужності енергомережі вибирають потужність ВЕУ. Зазвичай максимальна потужність ВЕУ має перевищувати 20% потужності енергосистеми. Це необхідно для підтримки стабільності роботи системи та параметрів частоти та напруги в мережі енергопостачання.

Вартість приєднання вітроагрегату до енергетичної мережі

Вартість підключення до енергетичної мережі залежить від її розташування та потужності. Очевидно, що вартість підключення буде вищою у разі, якщо потужності мережі недостатньо, оскільки потрібно збільшити потужність енергомережі, що може виявитися технічно нездійсненним. У цьому випадку підключення ВЕУ до мережі буде відмовлено.

Правила підключення до електромережі змінюються залежно від країни. Відповіді на багато питань можна отримати, зв'язавшись із місцевою енергетичною компанією.

Автори: Каргієв В.М., Мартіросов С.М. та ін.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Найшвидший водонагрівач у світі 21.05.2018

Вчені використовували один із найпотужніших рентгенівських лазерів, Linac Coherent Light Source (LCLS), для того, щоб нагріти воду від нормальної температури до 100 тисяч градусів Цельсія за час, менший за одну десяту частину пікосекунди. Завдяки цьому лазер LCLS можна назвати найшвидшим у світі "водонагрівачем", який здатний помістити воду в екзотичний стан матерії, через що вчені намагаються дізнатися щось нове про властивості однієї з вивчених речовин на Землі.

Надкороткі імпульси рентгенівського випромінювання, що виробляються лазером на вільних електронах LCLS, були націлені на воду, що тече тонким струмком. Процес нагрівання води в даному випадку кардинально відрізняється від її нагрівання за допомогою традиційного нагрівача. Рентгенівське випромінювання вибиває вільні електрони із молекул води, що порушує баланс електричних зарядів. Атоми, що втратили електрон, починають відштовхуватися один від одного і розганяються до високих швидкостей, що рівнозначно підвищенню їхньої температури.

В результаті описаних вище процесів, менш ніж за 75 фемтосекунд (0.000 000 000 000 075 секунд) вода переходить з рідкого стану в стан плазми. Нагадаємо нашим читачам, що плазма - це свого роду газ, що складається із вільних електронів та іонів. Але найцікавішим є те, що вода, що вже перетворилася на плазму, короткий час продовжує перебувати в рідкому стані, адже атоми ще просто не мали часу на те, щоб розлетітися, сформувавши хмару газу.

Проведені вченими виміри показують, що вода зберігає свою структуру протягом 25 фемтосекунд після удару імпульсом лазера. Але вже через 75 фемтосекунд структура води зазнає кардинальних змін. В даний час вчені займаються упорядкуванням математичної моделі процесів, що відбуваються у воді під час таких швидких перетворень, і наявність такої моделі зможе пролити в майбутньому світло на деякі інші явища, в яких бере участь вода.

Вчені вважають, що вода в подібному стані може бути десь у надрах газових гігантських планет, подібних до Юпітера. Але на Землі ніде немає відповідних умов для того, щоб вода могла перебувати там у стані "рідкої плазми".

Інші цікаві новини:

▪ Нова екстримальна батарея

▪ Стовбурові клітини навчили виробляти інсулін

▪ Гіпоалергійна тополя

▪ Комп'ютер читає думки

▪ Інопланетяни забруднюють Всесвіт

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Інструмент електрика. Добірка статей

▪ стаття Барон фон Грінвальдус. Крилатий вислів

▪ стаття Чи допомагає моркву бачити у темряві? Детальна відповідь

▪ стаття Стоматолог. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Динаміку – друге життя. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Широтно-імпульсний дискримінатор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт